【网络|水稻菌根共生自我调节的奥秘】水稻菌根共生自我调节的奥秘
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磷是植物生长发育必需的三大营养元素之一 ， 植物根系可直 接 从 土 壤 中 吸 收磷 ， 也可以通过与菌根真菌共生从外界环境获取磷 。
我国科学家最新一项研究发现 ， 植物无论通过哪种途径吸收磷 ， 均受到植物体内的“磷信号”网络统一调控 ， 首次绘制出水稻—丛枝菌根共生的转录调控网络图 。 相关研究论文12日发表于国际权威学术期刊《细胞》 。
据该项研究负责人、中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员介绍 ， 植物和丛枝菌根真菌建立的共生 ， 是自然界中最古老的共生关系 ， 丛枝菌根真菌提供给宿主植物的磷元素 ， 占宿主植物总磷获取量的 70%以上 。 过去研究发现 ， 植物可根据自身的磷营养状态 ， 调控其与丛枝菌根真菌之间的共生 ， 称为菌根共生的自我调节 。 但菌根共生自我调节的机制一直是未解之谜 。
在对水稻—丛枝菌根共生的研究中 ， 王二涛研究组以水稻菌根共生相关基因的转录调控区域为“诱饵” ， 筛选水稻转录因子文库 ， 首次绘制了丛枝菌根共生的转录调控网络 ， 鉴定到多个参与调控丛枝菌根共生的转录因子 ， 其中转录因子PHR处于该调控网络的核心 。
之前的研究发现 ， PHR 是调控植物根途径磷吸收的核心转录因子 。 王二涛研究组进一步研究发现 ， PHR也是调控植物—丛枝菌根共生的核心转录因子 。 在低磷条件下 ， PHR能够结合激活菌根共生相关的表达 ， 促进菌根共生；反之则会关闭这一表达 ， 堪称水稻的“磷获取的总开关” 。
目前 ， 我国在农业生产中 ， 为提高农作物产量 ， 主要依靠大量施加氮肥和磷肥来实现增产 ， 但同时也造成了环境污染 。 业内专家认为 ， 今后通过提高水稻 PHR 基因表达 ， 有望使水稻更加充分地吸收磷营养 ， 降低农业磷肥的施用 ， 为农业生产可持续发展提供新的方案 。
据新华社
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